gerenciamento de energia 3

8/2/2019 Gerenciamento de Energia 3

1/103

Universidade de Braslia

Faculdade de Tecnologia

Departamento de Engenharia Eltrica

PROJETO DE GERENCIAMENTO DE

ENERGIA E DAS INSTALAES ELTRICAS

DA FAZENDA GUA LIMPA DA UNB

Por

Marcelo de Oliveira Romeu

Orientador:

Prof. Dr. Marco Aurlio de Oliveira

Braslia/DF, Junho de 2008


2/103

Monografia realizada na Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia

Eltrica da Universidade de Braslia (UnB), curso de graduao em Engenharia Eltrica.

Braslia, 02 de julho de 2008.

BANCA EXAMINADORA

Prof. Dr. Marco Aurlio de Oliveira(Orientador)


Prof. Dr. Fernando Figueiredo (Examinador)


Prof. M.Sc. Rafael Amaral Shayani (Examinador)



3/103

ii

AGRADECIMENTOS

Agradeo minha famlia por todo o apoio que me deram durante toda a vida.A meus pais Amrico e Leni, com quem sempre pude contar nos momentos mais

difceis.

A minha namorada Giane, pessoa que me suportou e me ajudou durante esse momento.Ao professor orientador Dr. Marco Aurlio de Oliveira pela pacincia, dedicao e

respeito.

Engenheira Lilian Silva de Oliveira pela pacincia, cordialidade e colaborao neste

projeto.Aos funcionrios e tcnicos da Fazenda gua Limpa e ao pessoal da prefeitura do

Campus da UnB pelo respeito e colaborao.


4/103

iii

NDICE

LISTA DE FIGURAS................................................................................. vi

LISTA DE TABELAS................................................................................. viii

LISTA DE SMBOLOS E ABREVIATURAS........................................... xiRESUMO..................................................................................................... xiii

1. INTRODUO ...................................................................................... 1

2. REVISO BIBLIOGRFICA ............................................................... 2

2.1. CONCEITOS DE ELETRICIDADE............................................... 2

2.1.1. CARGA INSTALADA ........................................................... 2

2.1.2. CONCESSIONRIA OU PERMISSIONRIA ..................... 2

2.1.3. CONSUMIDOR ....................................................................... 22.1.4. CONTRATO DE ADESO .................................................... 2

2.1.5. CONTRATO DE FORNECIMENTO ...................................... 3

2.1.6. DEMANDA ............................................................................. 3

2.1.7. DEMANDA CONTRATADA ................................................. 3

2.1.8. DEMANDA DE ULTRAPASSAGEM .................................... 3

2.1.9. DEMANDA FATURADA ..................................................... 3

2.1.10. DEMANDA MEDIDA. ......................................................... 4

2.1.11. ENERGIA ELTRICA ATIVA ............................................ 4

2.1.12. ENERGIA ELTRICA REATIVA ........................................ 4

2.1.13. ESTRUTURA TARIFRIA ............................................... 4

2.1.14. ESTRUTURA TARIFRIA CONVENCIONAL .................. 4

2.1.15. FATURA DE ENERGIA ELTRICA .................................. 4

2.1.16. GRUPO A .......................................................................... 5

2.1.17. GRUPO B ........................................................................... 5

2.1.18. POTNCIA ............................................................................ 6

2.1.19. POTNCIA DISPONIBILIZADA ......................................... 6

2.1.20. TARIFA .................................................................................. 6

2.1.21. TARIFAES HORO-SAZONAIS (VERDE E AZUL) ...... 6

2.1.22. TARIFA DE ULTRAPASSAGEM......................................... 8

2.1.23. TENSO SECUNDRIA DE DISTRIBUIO .................. 8

2.1.24. TENSO PRIMRIA DE DISTRIBUIO ....................... 8

2.1.25. UNIDADE CONSUMIDORA ............................................... 9


5/103

iv

2.1.26. VALOR LQUIDO DA FATURA ......................................... 9

2.2. FATOR DE POTNCIA ................................................................... 9

2.3. INSTALAO ELTRICA ............................................................. 10

2.3.1. DIMENSIONAMENTO DOS CONDUTORES ...................... 10

2.3.2. DIMENSIONAMENTO DOS ELETRODUTOS .................... 14

2.4. SISTEMA DE PROTEO CONTRA DESCARGAS

ATMOSFRICAS (SPDA) ........................................................................ 15

2.4.1. DIMENSIONAMENTO DE UM SPDA ................................. 15

2.5. ILUMINAO................................................................................ 19

2.5.1. CONCEITOS E GRANDEZAS FUNDAMENTAIS .............. 19

2.5.2. LUZ .......................................................................................... 19

2.5.3. FLUXO LUMINOSO () ........................................................ 19

2.5.4. INTENSIDADE LUMINOSA (I) ........................................... 20

2.5.5. ILUMINNCIA (E)................................................................... 20

2.5.6. LUMINNCIA (L) .................................................................. 21

2.5.7. MTODO DA PHILIPS PARA PROJETOS DE

ILUMINAO ........................................................................................... 21

2.5.8. FATOR DE REFLETNCIA.................................................... 22

2.5.9. CLCULO DO FATOR K DO LOCAL ................................. 22

2.5.10. CLCULO DO FLUXO TOTAL NECESSRIO () ........... 22

2.5.11. CLCULO DA QUANTIDADE DE LUMINRIAS (N) ..... 23

2.6. CONSIDERAES FINAIS ........................................................... 23

3. MATERIAIS E MTODOS .................................................................... 24

3.1. FAZENDA GUA LIMPA (FAL) .................................................. 24

3.2. O PROGRAMA AUTOCAD. .......................................................... 26

3.3. REGRAS E PADRES .................................................................... 274. RESULTADOS E DISCUSSO .......................................................... 30

4.1. GERENCIAMENTO DE ENERGIA ............................................. 30

4.2. ANLISE TARIFRIA .................................................................. 32

4.3. O PROJETO DE INSTALAO ELTRICA ............................... 33

4.3.1. PRDIO DO ALMOXARIFADO, DEPSITOS DE

ADUBOS E FERRAMENTAS .................................................................. 35

4.3.1.1. DIMENSIONAMENTO DE CONDUTORES E


6/103

v

ELETRODUTOS ........................................................................................ 35

4.3.2. PRDIO DA ADMINISTRAO .......................................... 37


ELETRODUTOS ........................................................................................ 40

4.3.3. PRDIO DO LABORATRIO DE NUTRIO ANIMAL .. 44


ELETRODUTOS ........................................................................................ 46

4.3.4. PRDIO DA FLORESTAL ..................................................... 48


ELETRODUTOS ......................................................................................... 49

4.4. PROJETO DE ILUMINAO ........................................................ 51

4.4.1. PRDIO DO ALMOXARIFADO E DOS DEPSITOS

DE ADUBOS E FERRAMENTAS ........................................................... 52

4.4.2. PRDIOS DA ADMINISTRAO ........................................ 53

4.4.3. LABORATRIO DE NUTRIO ANIMAL ......................... 53

4.4.4. PRDIO DA FLORESTAL ..................................................... 54

4.5. SISTEMA DE PROTEO CONTRA DESCARGAS

ATMOSFRICAS (SPDA) ......................................................................... 55

4.5.1. CLCULO DA PROBABILIDADE Nd ................................. 55

4.5.2. DIMENSIONAMENTO DO SPDA ......................................... 57

4.6. CONSIDERAES FINAIS .......................................................... 59

5. CONCLUSO ........................................................................................ 60

REFERNCIAS BIBLIOGRFICAS ...................................................... 61

ANEXOS .................................................................................................... 63

A. FIGURAS PARA O PROJETO DE INSTALAESELTRICAS ...................................................................................

64

B. FIGURAS E TABELAS PARA O PROJETO DE ILUMINAO 74C. QUADRO DE CARGAS ................................................................ 82D. FIGURAS PARA O SPDA ............................................................. 85E. TABELAS DO CONSUMO DA FAL ............................................ 88


7/103

vi

LISTA DE FIGURAS

Figura 2. 1 - Delimitao da rea de exposio equivalente (Ae) ............... 16

Figura 3. 1 - Imagem de satlite da localizao relativa da FAL ................ 24

Figura 3. 1 - Exemplo de circuitos terminais protegidos por disjuntorestermomagnticos .......................................................................................... 29

Figura 3. 2 - Exemplo de circuitos terminais protegidos por disjuntores

DR ............................................................................................................... 29

Figura 4. 1 - Imagem de satlite que mostra o caminho da entrada da FAL

at a administrao da fazenda ................................................................... 30

Figura 4. 2 - Comparao entre os valores das contas de energia para cada

modalidade tarifria .................................................................................... 33Figura A. 1 - Temperaturas admissveis no condutor, supondo a

temperatura ambiente de 30C .................................................................... 64

Figura A. 2 - Seo mnima dos condutores ............................................... 64

Figura A. 3 - Temperaturas caractersticas dos condutores ........................ 65

Figura A. 4 - Fatores de correo para temperaturas ambientes diferentes

de 30C para cabos no enterrados e de 20C (temperatura do solo) para

cabos enterradosk1 .................................................................................. 65

Figura A. 5 - Tipo de linhas eltricas .......................................................... 66

Figura A. 6 - Fatores de correo k2 para agrupamento de circuitos ou

cabos multipolares, aplicveis aos valores de capacidade de conduo de

corrente ........................................................................................................ 67

Figura A. 7 - Fatores k3 de correo em funo do nmero de eletrodutos

ao ar livre ..................................................................................................... 67

Figura A. 8 - Capacidades de conduo de corrente, em ampres, para os

mtodos de referncia A1, A2, B1, B2, C e D ............................................ 68

Figura A. 9 - Ocupao mxima dos eletrodutos de ao por condutores

isolados com PVC (Tabelas de cabos Pirastic superantiflam da Pirelli) ..... 69

Figura A. 10 - Nmero de condutores isolados com PVC, em eletroduto

de PVC ......................................................................................................... 69

Figura A. 11 - Eletrodutos rgidos de ao .................................................... 70

Figura A. 12 - Dimenses totais dos condutores isolados ........................... 70

Figura A. 13 - Seo reduzida do condutor neutro ...................................... 71


8/103

vii

Figura A. 14 - Seo mnima do condutor de proteo ............................... 71

Figura A. 15 - Soma dos produtos potncias (watt) x distncias (m). U =

220 volts ....................................................................................................... 71

Figura A. 16Queda de tenses unitrias. Condutores isolados com PVC

(Pirastic Ecoflam e Pirastic-Flex Anitflam) em eletroduto ou calha

fechada ......................................................................................................... 72

Figura A. 17 - Potncias nominais tpicas de aparelhos eletrodomsticos .. 73

Figura A. 18 - Valores do fator de potncia e do rendimento para

equipamentos de uso comum ....................................................................... 73

Figura B. 1 - Fatores de utilizao, , em luminrias Philips ...................... 74

Figura B. 2 - Fator de depreciao, d ........................................................... 74

Figura B. 3 - Refletncias de paredes e tetos ............................................... 74

Figura B. 4Tabela de fluxo luminoso das luminrias das marcas Philips,

Osram, Syvania e GE ................................................................................... 75

Figura D. 1Mapa de curvas isocerunicasBrasil .................................. 85


9/103

viii

LISTA DE TABELAS

Tabela 2.1 - Angulo de proteo em graus e altura da construo (NBR

5419/2001) ................................................................................................... 18

Tabela 2.2 - Espaamento mdio dos condutores de descida conforme o

nvel de proteo .......................................................................................... 18

Tabela 4.1Nmero de tomadas e pontos de luz ........................................ 34

Tabela 4.2Seo do condutor de fase pelo critrio do aquecimento ........ 36

Tabela 4.3Seo do condutor de fase pelo critrio da queda de tenso ... 36

Tabela 4.4 - Sees dos condutores de fase calculadas pelos critrios doaquecimento e da queda de tenso ............................................................... 36

Tabela 4.5 - Seo para os condutores de fase, neutro e de proteo do

almoxarifado ................................................................................................ 36

Tabela 4.6 - Nmero de tomadas e pontos de luz na administrao ............ 38

Tabela 4.7 - Seo do condutor de fase pelo critrio do aquecimento

(QT1) ............................................................................................................ 41

Tabela 4.8 - Seo do condutor de fase pelo critrio do aquecimento(QT2) ............................................................................................................ 41

Tabela 4.9 - Seo do condutor de fase pelo critrio da queda de tenso

(QT1) ............................................................................................................ 42

Tabela 4.10 - Seo do condutor de fase pelo critrio da queda de tenso

(QT2) ............................................................................................................ 42

Tabela 4.11 - Sees dos condutores de fase calculadas pelos critrios do

aquecimento e da queda de tenso (QT1) .................................................... 42Tabela 4.12 - Sees dos condutores de fase calculadas pelos critrios do

aquecimento e da queda de tenso (QT2) .................................................... 43

Tabela 4.13 - Sees dos condutores de fase, neutro e proteo adotadas

para cada circuito da administrao ............................................................. 43

Tabela 4.14 - Nmero de tomadas e pontos de luz no laboratrio de

nutrio ......................................................................................................... 44

Tabela 4.15 - Seo do condutor de fase pelo critrio do aquecimento ....... 46


10/103

ix

Tabela 4.16 - Seo do condutor de fase pelo critrio da queda de tenso .. 47


aquecimento e da queda de tenso ............................................................... 47

Tabela 4.18 - Dimenses dos condutores de fase, neutro e proteo ........... 48

Tabela 4.19 - Nmero de tomadas e pontos de luz no prdio da florestal ... 49

Tabela 4.20 - Seo do condutor de fase pelo critrio do aquecimento

(QT1) ............................................................................................................ 50

Tabela 4.21 - Seo do condutor de fase pelo critrio da queda de tenso .. 50


aquecimento e da queda de tenso ............................................................... 50

Tabela 4.23 - Iluminncias para as reas do almoxarifado .......................... 52

Tabela 4.24 - Iluminncias para as reas da administrao ......................... 53

Tabela 4.25 - Iluminncias para as reas do laboratrio de nutrio .......... 54

Tabela 4.26 - Iluminncias para as reas do prdio da florestal .................. 54

Tabela 4.27 - Dimenses de cada prdio, suas reas de exposio e as

probabilidades Nd ........................................................................................ 56

Tabela 4.28 - Fatores de ponderao adotados e a probabilidade Nd ........ 56

Tabela 4.29 - Dados para o clculo do raio do cone de proteo Rp e do

nmero de condutores de descidaN............................................................ 57

Tabela 4.30Nmero de captores para cada prdio ................................... 58

Tabela B.1 - Valores para o prdio da administrao .................................. 76

Tabela B.2 - Posicionamento das luminrias nas salas dos prdios da

administrao ............................................................................................... 77

Tabela B.3 - Dados para o prdio do almoxarifado ..................................... 79

Tabela B.4 - Dados para o prdio do laboratrio de nutrio ...................... 79

Tabela B.5 - Dados para o prdio da florestal .............................................. 80Tabela C.1 - Quadro de cargas dos prdios da administrao ..................... 81

Tabela C.2 - Quadro de cargas do prdio do almoxarifado ........................ 82

Tabela C.3 - Quadro de cargas do laboratrio de nutrio .......................... 83

Tabela C.4 - Quadro de cargas do prdio da florestal ................................. 84

Tabela D.1 - Fator A: Tipo de ocupao da estrutura .................................. 86

Tabela D.2 - Fator B: Tipo de construo da estrutura ................................ 86

Tabela D.3 - Fator C: Contedo da estrutura e efeitos indiretos das


11/103

x

descargas atmosfricas ................................................................................. 86

Tabela D.4 - Fator D: Localizao da estrutura ........................................... 87

Tabela D.5 - Fator E: Topografia da regio ................................................. 87

Tabela D.6 - Exemplos de classificao de estruturas ................................. 87

Tabela E.1Consumo da FAL como consumido convencionalm .............. 88

Tabela E.2 - Consumo estimado da FAL com consumidor horo-sazonal,

tarifa azul no perodo seco ........................................................................... 88


tarifa verde no perodo seco ......................................................................... 88


tarifa azul no perodo mido ........................................................................ 88


tarifa verde no perodo mido ...................................................................... 89

Tabela E.6 - Consumo da FAL no dia 20/05/2008 (tera-feira) .................. 89

Tabela E.7 - Consumo da FAL no dia 21/05/2008 (quarta-feira) ................ 89


12/103

xi

LISTA DE SMBOLOS E ABREVIATURAS

ABNT: Associao Brasileira de Normas Tcnicas

ANEEL: Agncia Nacional de Energia Eltrica

APA: rea de Proteo Ambiental

ARIE: rea de Relevante Interesse Ecolgico

CAD: Computer aided design

DEC: horas, em mdia, que a regio ficou sem energia eltrica

DIC: tempo, em horas, que o cliente ficou sem energia eltrica

DMIC: durao mxima de interrupo contnua

EDP: Energias de Portugal

EFL: Engenharia Florestal

F-N: Fase-Neutro

FAL: Fazenda gua Limpa

FAV: Faculdade de Agronomia e Medicina Veterinria

FC: Fator de Carga

FPS: Preo para horrio fora de ponta perodo seco

FPU: Preo para horrio fora de ponta perodo mido

HP ou P: Horrio de Ponta

HFP ou FP: Horrio Fora de Ponta

IBGE: Instituto Brasileiro de Geografia e Estatstica

IEEE: Instituto de Engenheiros Eletricistas e Eletrnicos

kV: Quilovolt

kVA: Quilovolt-ampre

kvar: Potncia Reativa

kW: Potncia AtivakWh: Energia ativa consumida no perodo de medio

lm/W: Eficincia Luminosa em lmem por watt

lm: lumens

MG: Minas Gerais

NBR: Norma brasileira

PRC: Prefeitura do campus da UnB

PS: Preo para horrio de ponta perodo seco


13/103

xii

PU: Preo para horrio de ponta perodo mido

PVC: Policloreto de Vinila

S: Perodo Seco

SPDA: Sistema de proteo contra descargas atmosfricas

TUG: Tomada de uso geral

TUE: Tomada de uso especfico

U: Perodo mido

UnB: Universidade de Braslia


14/103

xiii

RESUMO

PROJETO DE GERENCIAMENTO DE ENERGIA E DAS

INSTALAES ELTRICAS DA FAZENDA GUA LIMPADA UNB

A Universidade de Braslia tem procurado diminuir o consumo de energia do

campus Darcy Ribeiro. O presente projeto tem por objetivo fornecer uma

documentao, at ento inexistente, sobre as plantas eltricas dos prdios mais

importantes da Fazenda gua Limpa (FAL), alm de iniciar um projeto de

implementao de um sistema de gerenciamento de energia utilizando os aparelhos daCCK.

A criao das plantas eltricas dos prdios foi feita de acordo com o grau de

importncia de cada edificao. Como bases foram usadas as NBR 5410 2004, a

NBR 5413 1992 e a NBR 5419 2001, que regem, respectivamente, sobre as

instalaes eltricas de baixa tenso, sobre iluminao de interiores e sobre proteo de

estruturas contra descargas atmosfricas.

O projeto do sistema de gerenciamento foi desenvolvido para fornecer

informaes sobre o consumo de energia da FAL em tempo real. Para isso foi feita uma

pesquisa sobre o tipo de rede existente na fazenda e como ligar o dispositivo de

gerenciamento a ela. Alm disso, foi feito um pequeno estudo sobre o impacto na conta

de energia se o contrato da FAL com a CEB fosse alterado, passando de consumidor

convencional para consumidor horo-sazonal.


15/103

1

1.INTRODUOA Fazenda gua Limpa (FAL), pertencente Universidade de Braslia (UnB),

possui uma rea de aproximadamente 4.500 hectares, sendo que cerca de metade destaa

destinada prtica de ensino, pesquisa e extenso. A FAL, situada na rea do Ncleo

da Biosfera do Cerrado, faz parte da rea de Proteo Ambiental (APA) das Bacias do

Gama e Cabea do Veado e tem, no seu interior, a rea Relevante de Interesse

Ecolgico (ARIE) Capetinga/Taquara, tambm denominada Estao Ecolgica da

Universidade de Braslia.

Este projeto pretende dar continuidade ao trabalho de (LOPES, 2007) e tem

como objetivo contribuir com a Universidade de Braslia e com a FAL no esforo demelhorar suas instalaes de forma a garantir a segurana de seus usurios e preservar o

patrimnio da universidade. Este trabalho fornece, como principais resultados, as

plantas eltricas dos principais prdios; a anlise tarifria para enquadr-la no melhor

plano; e o incio de um projeto para a instalao de um gerenciador de energia.

O segundo captulo apresenta uma reviso bibliogrfica com vrios conceitos

em eletricidade fundamentais para o entendimento do trabalho.

O captulo 3 apresenta a Fazenda gua Limpa e os materiais e mtodos

utilizados nos projetos das instalaes dos prdios.

O captulo 4 aborda os resultados obtidos e suas anlises. Inicialmente, so

apresentados dados e algumas solues para o projeto de instalao de um sistema de

gerenciamento de energia. Em seguida feita uma comparao entre a estrutura tarifria

convencional e as horo-sazonais de forma a concluir qual seria a melhor para a fazenda.Por fim, trata-se dos projetos das instalaes dos quatro prdios principais da FAL. Este

tpico est divido em 3 itens: 1) a instalao eltrica; 2) o projeto de iluminao e 3) o

projeto do SPDA;

No captulo 5 temos as concluses finais e tambm algumas sugestes para a

melhoria das instalaes da FAL.


16/103

2

2.REVISO BIBLIOGRFICA

2.1.CONCEITOS DE ELETRICIDADEA seguir, so apresentadas vrias definies relacionadas eletricidade, que so

teis no correto entendimento do projeto ora apresentado. Esses conceitos foram obtidos

da resoluo 456 de 29 de novembro de 2000, da ANEEL, que estabelece as condies

gerais de fornecimento de energia eltrica.

2.1.1.

CARGA INSTALADA

Carga instalada a soma das potncias nominais dos equipamentos eltricos

instalados na unidade consumidora, em condies de entrar em funcionamento, expressa

em quilowatts (kW).

2.1.2. CONCESSIONRIA OU PERMISSIONRIAConcessionria ou permissionria o agente titular de concesso ou permisso

federal para prestar o servio pblico de energia eltrica, referenciado, doravante,

apenas pelo termo concessionrio.

2.1.3. CONSUMIDORConsumidor a pessoa fsica ou jurdica, ou comunho de fato ou de direito,

legalmente representada, que solicitar concessionria o fornecimento de energia

eltrica e assumir a responsabilidade pelo pagamento das faturas e pelas demaisobrigaes fixadas em normas e regulamentos da ANEEL, assim vinculando-se aos

contratos de fornecimento, de uso e de conexo ou de adeso, conforme cada caso.

2.1.4. CONTRATO DE ADESOContrato de adeso um instrumento contratual com clusulas vinculadas s

normas e regulamentos aprovados pela ANEEL, no podendo o contedo das mesmas


17/103

3

ser modificado pela concessionria ou consumidor, a ser aceito ou rejeitado de forma

integral.

2.1.5. CONTRATO DE FORNECIMENTOContrato de fornecimento um instrumento contratual em que a concessionria e

o consumidor responsvel por unidade consumidora do Grupo A ajustam as

caractersticas tcnicas e as condies comerciais do fornecimento de energia eltrica.

2.1.6. DEMANDADemanda a mdia das potncias eltricas ativas ou reativas, solicitadas ao

sistema eltrico pela parcela da carga instalada em operao na unidade consumidora,durante um intervalo de tempo especificado.

2.1.7. DEMANDA CONTRATADADemanda contratada a demanda de potncia ativa a ser obrigatria e

continuamente disponibilizada pela concessionria, no ponto de entrega, conforme valor

e perodo de vigncia fixados no contrato de fornecimento e que dever ser

integralmente paga, seja ou no utilizada durante o perodo de faturamento, expressa em

quilowatts (kW).

2.1.8. DEMANDA DE ULTRAPASSAGEMDemanda de ultrapassagem a parcela da demanda medida que excede o valor

da demanda contratada, expressa em quilowatts (kW).

2.1.9. DEMANDA FATURADADemanda faturvel o valor da demanda de potncia ativa, identificado de

acordo com os critrios estabelecidos e considerada para fins de faturamento, com

aplicao da respectiva tarifa, expressa em quilowatts (kW).


18/103

4

2.1.10.DEMANDA MEDIDADemanda medida a maior demanda de potncia ativa, verificada por medio,

integralizada no intervalo de 15 (quinze) minutos durante o perodo de faturamento,

expressa em quilowatts (kW).

2.1.11.ENERGIA ELTRICA ATIVAEnergia eltrica ativa a energia eltrica que pode ser convertida em outra forma

de energia, expressa em quilowatts-hora (kWh).

2.1.12.ENERGIA ELTRICA REATIVAEnergia eltrica reativa a energia eltrica que circula continuamente entre os

diversos campos eltricos e magnticos de um sistema de corrente alternada, sem

produzir trabalho, expressa em quilovolt-ampre-reativo-hora (kvarh).

2.1.13.ESTRUTURA TARIFRIAEstrutura tarifria o conjunto de tarifas aplicveis s componentes de consumo

de energia eltrica e/ou demanda de potncia ativas de acordo com a modalidade defornecimento.

2.1.14.ESTRUTURA TARIFRIA CONVENCIONALEstrutura tarifria convencional a estrutura caracterizada pela aplicao de

tarifas de consumo de energia eltrica e/ou demanda de potncia independentemente das

horas de utilizao do dia e dos perodos do ano.

2.1.15.FATURA DE ENERGIA ELTRICAFatura de energia eltrica a nota fiscal que apresenta a quantia total que deve

ser paga pela prestao do servio pblico de energia eltrica, referente a um perodo

especificado, discriminando as parcelas correspondentes.


19/103

5

2.1.16.GRUPO AGrupo A o grupamento composto de unidades consumidoras com

fornecimento em tenso igual ou superior a 2,3 kV, ou, ainda, atendidas em tenso

inferior a 2,3 kV a partir de sistema subterrneo de distribuio e faturadas neste Grupo

nos termos definidos no art. 82, subdividido nos seguintes subgrupos:

a) Subgrupo A1 - tenso de fornecimento igual ou superior a 230 kV;

b) Subgrupo A2 - tenso de fornecimento de 88 kV a 138 kV;

c) Subgrupo A3 - tenso de fornecimento de 69 kV;

d) Subgrupo A3a - tenso de fornecimento de 30 kV a 44 kV;

e) Subgrupo A4 - tenso de fornecimento de 2,3 kV a 25 kV;

f) Subgrupo AS - tenso de fornecimento inferior a 2,3 kV, atendidas a partir de sistema

subterrneo de distribuio e faturadas neste Grupo em carter opcional.

2.1.17.GRUPO BGrupo B o grupamento composto de unidades consumidoras com

fornecimento em tenso inferior a 2,3 kV, ou, ainda, atendidas em tenso superior a 2,3

kV e faturadas neste Grupo nos termos definidos nos arts. 79 a 81, subdividido nos

seguintes subgrupos:

a) Subgrupo B1 - residencial;

b) Subgrupo B1 - residencial baixa renda;

c) Subgrupo B2 - rural;

d) Subgrupo B2 - cooperativa de eletrificao rural;

e) Subgrupo B2 - servio pblico de irrigao;

f) Subgrupo B3 - demais classes;


20/103

6

g) Subgrupo B4 - iluminao pblica.

2.1.18.POTNCIA

Potncia a quantidade de energia eltrica solicitada na unidade de tempo,expressa em quilowatts (kW).

2.1.19.POTNCIA DISPONIBILIZADAPotncia disponibilizada a potncia que o sistema eltrico da concessionria

deve dispor para atender s instalaes eltricas da unidade consumidora, segundo os

critrios estabelecidos na resoluo 456 da ANEEL e configurados nos seguintes

parmetros:

a) unidade consumidora do Grupo A: a demanda contratada, expressa em quilowatts

(kW);

b) unidade consumidora do Grupo B: a potncia em kVA, resultante da multiplicao

da capacidade nominal ou regulada, de conduo de corrente eltrica do equipamento de

proteo geral da unidade consumidora pela tenso nominal, observado no caso de

fornecimento trifsico, o fator especfico referente ao nmero de fases.

2.1.20.TARIFATarifa o preo da unidade de energia eltrica e/ou da demanda de potncia

ativas. As tarifas so classificadas em:

- Tarifa monmia: tarifa de fornecimento de energia eltrica constituda por

preos aplicveis unicamente ao consumo de energia eltrica ativa.

- Tarifa binmia: conjunto de tarifas de fornecimento constitudo por preos

aplicveis ao consumo de energia eltrica ativa e demanda faturvel.

2.1.21.TARIFAES HORO-SAZONAIS (VERDE E AZUL)A estrutura tarifria horo-sazonal caracterizada pela aplicao de tarifas

diferenciadas de consumo de energia eltrica e de demanda de potncia de acordo com

as horas de utilizao do dias e dos perodos do ano, conforme especificao a seguir:


21/103

7

Tarifa azulModalidade estruturada para aplicao de tarifas diferenciadas de

consumo de energia eltrica de acordo com as horas de utilizao do dia e os perodos

do ano, bem como de tarifas diferenciadas de demanda de potncia de acordo com ashoras de utilizao do dia.

Esta modalidade tarifria exige um contrato especfico entre a

distribuidora de energia e o consumidor onde, entre outras clusulas, podemos destacar

dois valores de demanda contratada (kW), um para o segmento de ponta e outro para o

segmento fora de ponta:

Horrio de Ponta (HP ou P): Segundo a resoluo da ANEEL n 090 de

27 de maro de 2001, horrio de ponta definido pela concessionria e

composto por 3 (trs) horas dirias consecutivas, exceo feita aos sbados,

domingos, tera-feira de carnaval, sexta-feira da Paixo, Corpus Christi, dia de

finados e os demais feriados definidos por lei federal (01/01, 21/04, 01/05,

07/09, 12/10, 15/11, 25/12). Neste horrio a energia eltrica mais cara,

considerando as caractersticas do seu sistema eltrico.

Horrio Fora de Ponta (HFP ou FP): Horrio fora de ponta so as horas

complementares s trs horas consecutivas que compem o horrio de ponta,

acrescidas da totalidade das horas dos sbados e domingos e dos 11 (onze)

feriados indicados acima. Neste horrio a energia eltrica mais barata

[HADDAD et. All, 2004].

Ainda a resoluo da ANEEL n 456 permite que sejam contratados dois valores

diferentes de consumo, um para o perodo seco e outro para o perodo mido tanto parao horrio de ponta quanto para o horrio fora de ponta.

Perodo Seco (S): perodo de 7 (sete) meses consecutivos, compreendendo os

fornecimentos abrangidos pelas leituras de maio a novembro.

Perodo mido (U): perodo de 5 (cinco) meses consecutivos, compreendendo

os fornecimentos abrangidos pelas leituras de dezembro de um ano a abril do ano

seguinte.


22/103

8

Tarifa verdeModalidade estruturada para aplicao de tarifas diferenciadas de

consumo de energia eltrica de acordo com as horas de utilizao do dia e os perodos

do ano, bem como de uma nica tarifa de demanda de potncia.

Esta modalidade tarifria possui um nico valor de demanda contratada (kW),

independente do posto horrio (ponta ou fora de ponta), sendo aplicada uma nica tarifa

para esta demanda e os preos das tarifas para o consumo de energia (kWh) so idem a

tarifa azul, ou seja:

Um preo para horrio de ponta em perodo mido (PU);

Um preo para horrio fora de ponta em perodo mido (FPU);

Um preo para horrio de ponta em perodo seco (PS) e

Um preo para horrio fora de ponta em perodo seco (FPS).

2.1.22.TARIFA DE ULTRAPASSAGEMTarifa de ultrapassagem a tarifa aplicvel sobre a diferena positiva entre a

demanda medida e a contratada, quando exceder os limites estabelecidos.

2.1.23.TENSO SECUNDRIA DE DISTRIBUIOTenso secundria de distribuio a tenso disponibilizada no sistema eltrico

da concessionria com valores padronizados inferiores a 2,3 kV.

2.1.24.TENSO PRIMRIA DE DISTRIBUIOTenso primria de distribuio a tenso disponibilizada no sistema eltrico da

concessionria com valores padronizados iguais ou superiores a 2,3 kV.


23/103

9

2.1.25.UNIDADE CONSUMIDORAUnidade consumidora o conjunto de instalaes e equipamentos eltricos

caracterizado pelo recebimento de energia eltrica em um s ponto de entrega, com

medio individualizada e correspondente a um nico consumidor.

2.1.26.VALOR LQUIDO DA FATURAValor lquido da fatura o valor em moeda corrente resultante da aplicao das

respectivas tarifas de fornecimento, sem incidncia de imposto, sobre as componentes

de consumo de energia eltrica ativa, de demanda de potncia ativa, de uso do sistema,

de consumo de energia eltrica e demanda de potncia reativas excedentes.

2.2.FATOR DE POTNCIADe acordo com a resoluo da ANEEL n. 456, de 29 de Novembro de 2000,

fator de potncia a razo entre a energia eltrica ativa e a raiz quadrada da soma dos

quadrados das energias eltrica ativa e reativa, consumidas num mesmo perodo

especificado.

No Brasil, a ANEEL estabelece que o fator de potncia nas unidades

consumidoras deve ser superior a 0,92 capacitivo durante s 6 horas da madrugada e

0,92 indutivo durante as outras 18 horas do dia. Esse limite determinado pelo Artigo

n 64 da resoluo n456 de 2000 e quem descumpre est sujeito a uma penalidade que

leva em conta o fator de potncia medido e a energia consumida ao longo de um ms.

Esta resoluo estabelece tambm que a medio do fator de potncia pelas

concessionrias obrigatria para unidades consumidoras de mdia tenso (alimentadas

com mais de 2.300 V) e facultativas para unidades consumidoras de baixa tenso

(abaixo dos 2.300 V, como residncias em geral).

Esse ndice varia de 0 (zero) a 1 (um). Quanto mais prximo de 1, maior ser a

eficincia do sistema em anlise.

Baixos valores de fator de potncia so decorrentes de quantidades elevadas de

energia reativa. Essa condio resulta em aumento na corrente total que circula na rede

de distribuio de energia eltrica da concessionria e das unidades consumidoras,
http://pt.wikipedia.org/wiki/Brasilhttp://pt.wikipedia.org/wiki/Aneelhttp://pt.wikipedia.org/wiki/Aneelhttp://pt.wikipedia.org/wiki/Brasil


24/103

10

podendo sobrecarregar as subestaes, as linhas de transmisso e distribuio,

prejudicando a estabilidade e as condies de aproveitamento do sistema eltrico.

Como conseqncia de baixos valores de fatores de potncia, as perdas de

energia eltrica aumentam. Elas ocorrem em forma de calor e so proporcionais ao

quadrado da corrente total. Como essa corrente cresce com o excesso de energia reativa,

estabelece-se uma relao direta entre o incremento das perdas e o baixo fator de

potncia, provocando o aumento do aquecimento de condutores e equipamentos. Outro

importante efeito a queda de tenso acentuada que ocorre devido ao aumento da

corrente por excesso de reativo, podendo ocasionar a interrupo do fornecimento de

energia eltrica e a sobrecarga em certos elementos da rede. Esse risco , sobretudo,

acentuado durante perodos em que a rede fortemente solicitada. As quedas de tensopodem provocar, ainda, diminuio da intensidade luminosa nas lmpadas e aumento da

corrente nos motores.

2.3.INSTALAO ELTRICANo mundo moderno, quase todos os ambientes existentes possuem energia

eltrica. Essa energia disponibilizada para os consumidores principalmente atravs detomadas que so alimentadas por fios ou cabos energizados (NISKIER, 2000).

Para se garantir a segurana das pessoas que utilizam essa energia, deve-se criar

um projeto para a parte eltrica das edificaes seguindo algumas regras. No Brasil,

essas regras so definidas pela NBR 5410/04, que a norma que estabelece as

condies necessrias a que deve satisfazer uma instalao eltrica de baixa tenso.

2.3.1. DIMENSIONAMENTO DOS CONDUTORES

Para se dimensionar os condutores de fase dos circuitos das tomadas de uso

especifco (TUEs), utilizam-se principalmente dois critrios: o critrio do aquecimento e

o da queda de tenso. Aps o clculo da bitola dos condutores segundo essas regras,

escolhe-se o maior valor entre esses que foram obtidos. Os critrios mencionados sero

descritos mais a frente.


25/103

11

O condutor neutro, pela NBR 5410-2004, deve ter o mesmo dimetro do

condutor de fase e no deve ser comum a mais de um circuito.

O dimensionamento dos condutores de proteo de extrema importncia, pois

atravs desses que correntes de falta fluiro, garantindo a proteo dos equipamentos

ligados ao circuito faltoso e das instalaes em geral. Nesse projeto, a seo dos

condutores foi determinada por meio da figura A.14, que vlida apenas se o condutor

de proteo for constitudo do mesmo metal que os condutores de fase.

Para o caso do condutor de proteo no fazer parte do mesmo cabo ou no

estiver contido no mesmo eletroduto que os condutores de fase, a sua seo dever ser

de, no mnimo:

1) 2,5 mm2 em cobre e 16 mm2 em alumnio se for provida proteo contra danosmecnicos;

2) 4 mm2 em cobre e 16 mm2 em alumnio, se no for provida proteo contra danosmecnicos.

Um condutor de proteo pode ser comum a dois ou mais circuitos, desde que

esteja instalado no mesmo conduto que os respectivos condutores de fase, sua seo

ser encontrada na figura A.14, com base na maior seo de condutor de fase desses

circuitos.

1) Critrio do aquecimentoPara se calcular a bitola a partir do critrio do aquecimento fez-se necessrio,

alm da obteno da corrente de projeto Ip, a definio de alguns parmetros do fio ou

cabo utilizado. O padro escolhido foi cabos com isolamento de PVC, que comumente

usado no mercado e fcil de encontrar. Como o sistema considerado monofsico,

sero usados dois condutores carregados (F-N: fase-neutro) instalados dentro de


26/103

12

eletrodutos aparentes em um ambiente cuja temperatura mdia fica em torno de trinta

graus Celsius.

H ainda trs correes em Ip que obrigatoriamente devem ser feitas para se

garantir um bom dimensionamento:

a) Correo de temperatura (fator k1): considerado diferente de 1 se a temperaturaambiente ou do solo for diferente das estabelecidas nas tabelas utilizadas. O

fator k1 se encontra na figura A.4

b) Agrupamento de condutores ou circuitos (fator k2): utilizado quando existemtrs ou mais condutores carregados dentro de um mesmo eletroduto. Os valores

para k2 se encontram na figura A.6.

c) Agrupamento de eletrodutos (fator k3): quando h mais de um eletrodutopassando pelo mesmo local. O fator k3 encontra-se na figura A.7.

Assim, a corrente de projeto Ip deve ser corrigida caso ocorram algumas das

condies acima, resultando em uma corrente hipottica Ip:

1

'

k

II Pp ou

21

'

kk

II

p

p

ou321

'

kkk

II

p

p

)1(

De posse de Ip, escolhe-se o cabo usando a figura A.8

2) Critrio da queda de tenso

Nesse critrio leva-se em considerao que em um circuito no pode haver umareduo de tenso que ultrapasse os limites definidos pela NBR 5410:2004 da ABNT.

Neste trabalho ser tratado dos limites para instalaes alimentadas diretamente em

baixa tenso.

A queda de tenso, a partir do quadro terminal, at o dispositivo que ser

alimentado, de no mximo 4% para iluminao e de 3% para tomadas (NISKIER,

2000).


27/103

13

Para dimensionar o condutor, necessrio conhecer os seguintes parmetros

para, a partir deles, proceder-se ao clculo da seo do condutor. Os parmetros

necessrios so os seguintes (NISKIER, 2000):

1) Se o material do eletroduto magntico ou no-magntico;2) A corrente de projeto Ip (em ampres);3) O fator de potncia dos equipamentos ligados ao circuito;4) A queda de tenso admissvel, em porcentagem (%);5) O comprimento l do circuito (em m);6) E a tenso entre fases U (em volts).

De posse desses dados, calcula-se a queda de tenso admissvel em volts usando

a relao abaixo:

)((%) UU )2(

Agora, precisa-se obter a queda de tenso em (volt/ampre) x m para encontrar a

seo do condutor na figura A.15. Consegue-se isso usando a equao abaixo:

lI

UU

P

'

)3(

Com o valor de U, consulta-se a figura A.15 e encontra-se a seo do

condutor.

Existe um mtodo mais simples quando se tratar de circuitos com cargaspequenas. Calcula-se a soma dos produtos potncia (watts) x comprimento (metros) e

consulta-se a figura A.16, para tenso de 220 volts, para se obter a seo dos

condutores. Considera-se os condutores feitos de cobre.

As sees foram calculadas pela frmula a seguir:


28/103

14

=2

2 ( ) () sendo:

resistividade do cobre = 0,0172 mm2/m 1

58

2

;

U tenso;

U queda de tenso percentual.

2.3.2. DIMENSIONAMENTO DOS ELETRODUTOS

Para o dimensionamento dos eletrodutos, deve-se observar a existncia de

circuitos diferentes dentro do mesmo conduto. Se isso ocorre, as seguintes regras devemser observadas para que a instalao se enquadre s normas (NISKIER, 2000):

1) Os circuitos devem se originar do mesmo quadro de distribuio;2) Eles tm que possuir a mesma tenso de isolamento;3) As sees dos condutores de fase tm que estar em um intervalo de trs valores

normalizados consecutivos (por exemplo: 1,5, 2,5 e 4 mm2).

4) Se os condutores forem iguais, deve-se utilizar a tabela da figura A.10 para obter aseo do eletroduto;

5) Se os condutores forem desiguais, consideram-se as duas regras descritas a seguir:a) Deve-se verificar se a soma das sees transversais dos cabos inferior a 33%

(1/3) da rea do eletroduto. Caso isso se verifique, no h a necessidade de se

fazer a correo de agrupamento de condutores e, portanto, de se determinar o

fator de correo k2.

b) A soma das reas totais dos condutores contidos em um eletroduto no deve sersuperior a 40% da rea til do eletroduto. Para o clculo da seo de ocupao

do eletroduto pelos cabos, pode-se utilizar as tabelas A.11 e A.12.


29/103

15

2.4.SISTEMA DE PROTEO CONTRA DESCARGASATMOSFRICAS (SPDA)

O SPDA um sistema que tem como objetivo proteger estruturas contra os

efeitos das descargas atmosfricas. popularmente conhecido como pra-raios.

composto por um captor (elemento destinado a interceptar as descargas atmosfricas,

constitudo de 3 ou mais pontas, fixado em haste ou mastro, o qual preso a uma base

composta de um isolador de porcelana vitrificada para um nvel de tenso de 10 kV),

condutores de descida (so uma cordoalha ligada ao captor que conduz a corrente

eltrica terra por meio do sistema de aterramento e devem ser dispostos de maneira a

constiturem, tanto quanto possvel, o prolongamento direto dos captores, devendo o

comprimento de cada trajeto ser o menor e o mais retilneo possvel (NBR 5419 , 2000)

e aterramento (sistema que emprega eletrodos enterrados, os quais permitem dispersar a

corrente de descarga atmosfrica na terra). Pode existir em alguns casos um sistema

interno formado por um conjunto de dispositivos que reduzem os efeitos eltricos e

magnticos da corrente de descarga atmosfrica dentro do volume a proteger

(NISKIER, 2000).

2.4.1. DIMENSIONAMENTO DE UM SPDAForam definidos quatro nveis de proteo (NISKIER, 2000):

1) Nvel IRefere-se s construes cuja falha no sistema de proteo pode vir aprovocar danos s estruturas adjacentes, tais como as indstrias petroqumicas, de

explosivos etc.

2)

Nvel IIRefere-se s construes protegidas cuja falha no SPDA pode ocasionar aperda de bens de elevado valor ou provocar pnico nos ocupantes, sem afetar as

construes vizinhas. o caso de teatros, museus, estdios, etc.

3) Nvel IIIRefere-se s construes de uso comum, como os prdios residenciais ecomerciais.

4) Nvel IVRefere-se s construes onde no habitual a presena de pessoal. Aconstruo de material no-inflamvel, bem como os produtos nela armazenados

como galpes de concreto para armazenar materiais de construo.


30/103

16

A escolha do nvel de proteo para uma determinada estrutura deve comear

com a avaliao do risco de exposio. Essa avaliao feita a partir do clculo da

probabilidade de uma estrutura ser atingida por um raio em um ano. Essa probabilidade

dada por (NBR 5419, 2000):

= 106 [por ano] (4)

Onde:

= 0,04 1,25 [por km2/ano] densidade de descargas atmosfricaspara a terra; (5)

[m2] rea de exposio equivalente.

No clculo deNg necessrio saber o nmero de dias de trovoadas por ano (Td),

obtido de mapas isocerunicos (Figura D.1), no anexo.

A rea de exposio equivalente a rea do plano da estrutura prolongada em

todas as direes, de modo a levar em considerao a sua altura. Os limites da rea de

exposio equivalente esto afastados do permetro da estrutura por uma distncia igual

altura da estrutura no ponto considerado (NBR 5419, 2000). A figura abaixo ilustra a

rea de exposio para uma estrutura retangular de comprimento L, largura We altura

H.

Figura 2. 1 - Delimitao da rea de exposio equivalente (Ae)


31/103

17

= + 2 + 2 + 2 [m2] (6)

Aps determinado oNd, aplica-se os fatores de ponderao indicados nas tabelas

D.1 a D.5, multiplicando os valores pertinentes com o valor de Nd. Depois se compara o

resultado obtido com os critrios abaixo (NBR 5419, 2000):

a) SeNd 10-3, a estrutura requer um SPDA;b) Se 10-3 >Nd> 10-5, a convenincia de um SPDA deve ser decidida por acordo

entre projetista e usurio;

c) SeNd 10-5, a estrutura dispensa um SPDA.

Aps da definio da necessidade ou no de um SPDA, definimos o nvel de

proteo da estrutura a partir da tabela D.6.

Com o nvel de proteo escolhido, procede-se escolha do mtodo de clculo

do SPDA. So trs os mtodos usuais (NISKIER,2000):

1) De Franklin;2) De Faraday;3) Eletromagntico.

Apenas o mtodo de Franklin ser detalhado nesse trabalho, pois ele foi o mais

adequado para a fazenda devido a altura das edificaes e baseia-se na colocao de

apenas uma haste no topo da construo a ser protegida.

Considera-se a construo envolvida por um cone cujo ngulo da geratriz com

a vertical estabelecido em funo do nvel de proteo necessrio e da altura da

construo (NISKIER, 2000). A tabela 2.1 fornece o ngulo de proteo para

diferentes alturas.


32/103

18

Tabela 2. 1 - Angulo de proteo em graus e altura da construo

Nvel de proteo

Altura da construo em metros

0-20 m 21 m30 m 31 m45 m 46 m60 m

I 25No permitida a proteo

pelo mtodo FranklinII 35 25III 45 35 25IV 55 45 35 25

Fonte: NBR 5419/2000

Com o ngulo obtido, determina-se o cone de proteo pelo raio Rp dado por:

Rp = Hc tg (7)

Por fim, calcula-se o nmero de condutores de descida atravs da seguinte

equao:

=

(8)

Onde:

N Nmero de condutores

P Permetro da construo em metros

D Distncia mxima dos condutores de descida (tabela 2.2)

Tabela 2. 2 - Espaamento mdio dos condutores de descida conforme o nvel de proteo

Nvel de Proteo Espaamento mdio (m)I 10II 15III 20IV 25

Fonte: NBR 5419/2000


33/103

19

2.5.ILUMINAO2.5.1. CONCEITOS E GRANDEZAS FUNDAMENTAIS

Muitos ambientes interiores e locais exteriores exigem uma iluminao que seja

adequada atividade que ser executada nos mesmos. Assim, necessria a realizao

de um estudo com o objetivo de garantir a melhor escolha de luminrias e lmpadas

para os ambientes.

Aqui sero definidas grandezas e estabelecidos conceitos que se encontram na

NBR 5461/91 Iluminao Terminologia e na NBR 5413/92 Iluminao de

Interiores, alm do Inmetro Instituto Nacional de Metrologia, Normalizao e

Qualidade, no que se refere s unidades empregadas (NISKIER, 2000).

2.5.2. LUZ

uma modalidade da energia radiante que estimula a retina de um observador

dando a sensao visual de claridade. As cores so determinadas pela reao do

mecanismo de percepo sensorial aos diversos comprimentos de onda (NISKIER,2000).

A faixa de radiaes das ondas eletromagnticas detectada pelo olho humano se

situa entre 380 e 780 nanmetros, cujo menor valor corresponde ao limite dos raios

ultravioleta e o maior ao dos raios infravermelhos (NISKIER, 2000).

2.5.3. FLUXO LUMINOSO ()

a potncia de radiao total emitida por uma fonte de luz e capaz de produzir

uma sensao de luminosidade atravs do estimulo da retina ocular. A unidade o

lmen (lm).


34/103

20

As lmpadas apresentam fluxos luminosos com diversas eficincias. A eficincia

definida como a razo do fluxo luminoso emitido sobre a potncia consumida pela

fonte. Sua unidade lm.W-1.

O lmen pode ser definido como o fluxo luminoso emitido, segundo um slido

de um esterradiano, por uma fonte puntiforme de intensidade invarivel em todas as

direes e igual a uma candela (NISKIER, 2000).

2.5.4. INTENSIDADE LUMINOSA (I)

a potncia de radiao luminosa de uma fonte luminosa em uma dada direo.Ela dada por:

I

)9(

Onde o ngulo slido.

Essa expresso pode ser interpretada como a razo do fluxo luminoso () que sai

da fonte e se propaga no elemento de ngulo slido, cujo eixo coincide com a direoconsiderada para esse elemento de ngulo slido. A intensidade luminosa medida em

cadela (cd) (NISKIER, 2000).

2.5.5. ILUMINNCIA (E)

a relao entre o fluxo luminoso que incide sobre uma superfcie pela rea da

mesma. Portanto, pode-se interpretar a iluminncia como a densidade de fluxo luminoso

na superfcie sobre a qual este incide. O Inmetro denomina essa grandeza de

iluminamento. (NISKIER,2000).

A unidade de iluminncia o lux (lx), definido como a iluminncia de uma

superfcie de 1m2 recebendo de uma fonte puntiforme, na direo normal, um fluxo

luminoso de um lmen uniformemente distribudo (NISKIER, 2000). A iluminncia

calculada usando a expresso abaixo:


35/103

21

SE

)10(

A iluminncia calculada com a frmula acima corresponde ao valor mdio,

porque o fluxo luminoso no se distribui uniformemente sobre a superfcie.

2.5.6. LUMINNCIA (L)

obtida dividindo-se a intensidade luminosa da superfcie pela sua rea

aparente, ou seja, pode-se defini-la como sendo a densidade luminosa superficial.

A luminncia a medida da sensao de maior ou menor claridade que umobservador ter ao olhar para uma superfcie iluminada (NISKIER,2000).

S

IL

)11(

2.5.7. MTODO DA PHILIPS PARA PROJETOS DE ILUMINAO

O mtodo proposto pela Philips consiste no uso de tabelas dos fatores deutilizao feitas pela empresa e de algumas relaes matemticas simples para se obter

o nmero de luminrias para cada ambiente. Abaixo seguem algumas definies para

facilitar o entendimento posterior (NISKIER, 2000):

1) K Fator do Local2) C Comprimento do recinto em metros3) L Largura do recinto em metros4) A Diferena entre o p direito e o plano de trabalho em metros5) S rea do recinto em m26) Fator de utilizao (encontrado na figura B.1 no anexo)7) d Fator de depreciao (encontrado na figura B.2 no anexo)8) E Iluminncia desejada (Encontrada na NBR 5413)9) Fluxo luminoso emitido pela luminria (Obtido da figura B.4 no anexo)10) Fluxo total necessrio para atender ao nvel de iluminncia E desejado11)n Nmero de luminrias dado pela razo entre e .


36/103

22

2.5.8. FATOR DE REFLETNCIAPara se usar a tabela da figura B.1, precisa-se conhecer o fator de refletncia do

teto, da parede e do piso do local que se quer iluminar. Para isso, utiliza-se a tabela da

figura B.3.

Na figura B.1, os fatores de refletncia aparecem na linha superior, na forma de

nmeros com trs algarismos onde (NISKIER, 2000):

1) O primeiro refere-se reflexo no teto2) O segundo, das paredes3) O terceiro, do piso

Assim, se os fatores de refletncia escolhidos forem 70% para o teto, 50% para

as paredes e 10% para o piso, o cdigo que usaremos para encontrar na tabela o fator de

utilizao ser 751(7 do teto, 5 da parede e 1 do piso).

2.5.9. CLCULO DO FATOR K DO LOCAL s usar a relao abaixo:

=

+(12)

De posse desse valor, dos fatores de refletncias e do modelo de luminria que

ser usada, consulta-se a tabela B.1 e obtm-se o valor do fator de utilizao

(NISKIER, 2000).

2.5.10.CLCULO DO FLUXO TOTAL NECESSRIO O fluxo encontrado usando a equao abaixo:

)(d

ESlm

(13)


37/103

23

2.5.11.CLCULO DA QUANTIDADE DE LUMINRIAS NA quantidade de luminrias dada por:

= (14)

De posse desse valor, s falta calcular a distncia entre as luminrias de uma

mesma linha e de uma mesma coluna, que encontrada dividindo-se o comprimento C

do local onde sero instaladas pela quantidade de luminrias que sero colocadas ao

longo dele (linha). Calcula-se da mesma forma a distncia entre as localizadas na

mesma coluna, s que no lugar do comprimento usa-se a largura L do local.

Denominamos essas distncias de A e B respectivamente.

A separao entre as linhas e colunas mais exteriores do arranjo e as paredes dos

ambientes calculada dividindo-se A ou B por dois, de forma que cada uma das linhas

ou colunas exteriores esteja igualmente afastada das paredes. Chamamos a distncia de

uma coluna exterior at uma parede de D1 e a distncia de uma linha exterior at uma

parede de D2.

2.6.CONSIDERAES FINAISEsse captulo possui conceitos fundamentais, como conceitos bsicos de projeto

de instalaes eltricas e de iluminao, alm de noes do regime tarifrio para o

entendimento do restante do trabalho.


38/103

24

3.MATERIAIS E MTODOSNesse captulo so apresentados os materiais e mtodos utilizados nesse

trabalho.

3.1.FAZENDA GUA LIMPA (FAL)A FAL propriedade da Universidade de Braslia e est situada a 32 km de

distncia do Campus Universitrio Darcy Ribeiro. A FAL possui uma rea de

aproximadamente 4.500 hectares que faz parte da rea de Proteo Ambiental (APA)

das Bacias do Gama e Cabea do Veado e tem, no seu interior, a rea Relevante de

Interesse Ecolgico (ARIE) Capetinga/Taquara, tambm denominada Estao Ecolgicada Universidade de Braslia, pertencente ao Ncleo da Biosfera do Cerrado. Limita-se

ao norte com o Ribeiro do Gama e o Ncleo Rural da Vargem Bonita, ao sul com a BR

251, que liga Braslia a Una/MG, ao leste com o Crrego Taquara e o IBGE, e ao oeste

com a estrada de ferro e o Country Club de Braslia (Fazenda gua Limpa, 2007).

Figura 3.1: Imagem de satlite da localizao relativa da FAL


39/103

25

De toda a rea da fazenda, 50% so destinados preservao e o restante,

prtica de ensino, pesquisa e extenso. Diversos setores da UnB possuem atividades na

fazenda, entre os quais, destacam-se:

- Instituto de Biologia (IB);

- Faculdade de Agronomia e Medicina Veterinria (FAV);

- Engenharia FlorestalEFL;

- Instituto de Geologia e

- Departamento de Fsica.

A FAL oferece um potencial tcnico-cientfico natural, possibilitando estudos

climticos, da flora e fauna silvestres, pedolgicos, limnolgicos, geolgicos, etc. Alm

destes, so realizados, ainda, estudos nas reas de:

- Zootecnia (com pequenos, mdios e grandes animais);

- Fitotecnia (com culturas de ciclo curto, anual e perene);

- Silvicultura e manejo florestal;

- Irrigao;- Drenagem;

- Armazenamento;

- Educao ambiental;

- Primatologia;

- Farmcia e

- Arquitetura.

A FAL possui vrios prdios que foram separados segundo o grau de utilizao e

importncia para a fazenda. Nesse contexto, quatro deles foram escolhidos para este

projeto: a administrao, o laboratrio de nutrio animal, o prdio ao lado do viveiro

da engenharia florestal, denominado de prdio da florestal e o almoxarifado.

A administrao concentra atividades que so de grande importncia para o

funcionamento da FAL. composta por dois prdios onde so executadas vrias


40/103

26

atividades. Neles se encontram as salas de aula, a cozinha, a lanchonete, o refeitrio, a

secretaria e a diretoria, alm de outras reas administrativas.

O prdio do laboratrio de nutrio animal da Faculdade de Agronomia e

Medicina Veterinria. Ali so realizadas aulas prticas para alunos de graduao e

possui equipamentos de grande potncia nominal. Assim, se faz necessrio um projeto

para este local, visando a segurana e preservao do patrimnio da universidade

O prdio da florestal um local com pouca carga instalada. O que se destaca

nesse local a presena de duas cmaras, uma fria e outra seca, que possui uma

instalao eltrica prpria, mas que no foi identificada nesse projeto. A justificativa

para se fazer um projeto de instalao eltrica desse local foi a constante presena dealunos, professores e funcionrios. Ele utilizado para aulas prticas e para o trabalho

nos viveiros da florestal.

Por fim tem-se o almoxarifado, que um prdio onde se tem o armazenamento

dos insumos e dos equipamentos de segurana utilizados na fazenda. Este um local

que apresenta instalaes antigas e sem manuteno.

3.2.O PROGRAMA AUTOCADAutoCAD um software do tipo CAD computer aided design ou projeto

assistido por computadorcriado e comercializado pelaAutodesk, Inc. desde 1982.

utilizado principalmente para a elaborao de peas de desenho tcnico em duas

dimenses (2D) e para criao de modelos tridimensionais (3D). Alm dos desenhos

tcnicos, o programa vem disponibilizando, em suas verses mais recentes, vrios

recursos para visualizao em diversos formatos. amplamente utilizado emarquitetura, design de interiores, engenharia eltrica e em vrios outros ramos da

indstria.


41/103

27

3.3.REGRAS E PADRESAdequaram-se as instalaes eltricas NBR 5410 - 2004, que estabelece as

condies para garantir a segurana de pessoas e animais bem como a conservao debens. Dessa forma foi estabelecido o nmero mnimo de tomadas, bem como o correto

dimensionamento dos condutores e eletrodutos. O projeto de iluminao foi feito com

base na NBR 5413 de 1992, que estabelece os valores de iluminncias mdias mnimas

para iluminao artificial de interiores. Essa parte ser tratada em um tpico em

separado.

Com a autorizao da prefeitura do campus, foram acessadas as plantas baixas

das edificaes que compem a fazenda para fazer a planta eltrica delas em AutoCAD.

Essas plantas foram entregues a prefeitura e esto anexadas nesse projeto.

Todas as tomadas so do tipo tripolar, pois o aterramento obrigatrio para a

preservao do patrimnio da UnB, visto que uma rea de alta incidncia de raios. O

aterramento ser tratado em um tpico especfico. As tomadas de uso geral (TUG)

possuem potncia aparente de 100 VA. J as tomadas de uso especfico (TUE) possuem

potncia aparente varivel de acordo com a sua utilidade.

O padro escolhido para os condutores foram da Pirelli do modelo Pirastic

Ecoflam, que so comumente usados no mercado e fcil de encontrar. As caractersticas

desse tipo de condutor esto na figura A.12. O dimetro externo adotado para os

condutores de 1.5 mm2 foi de 3.0 mm e para os condutores de 2,5 mm2 foi de 3,7 mm,

pois assim teremos uma boa margem de segurana.

Como o sistema considerado em todos os prdios monofsico, sero usados

dois condutores carregados (F-N: fase-neutro) instalados dentro de eletrodutos aparentes

tambm de PVC em um ambiente cuja temperatura mdia fica em torno de trinta graus

Celsius. Em alguns casos adotaram-se eletrodutos aparentes feitos de ao devido

quantidade de circuitos dentro deles. O condutor neutro, pela NBR 5410-2004, deve ter

o mesmo dimetro do condutor de fase.


42/103

28

No dimensionamento dos eletrodutos observada a existncia ou no de

circuitos diferentes dentro do mesmo conduto. Existindo circuitos diferentes, verifica-se

se em todos eles h uma mesma tenso de isolamento e se os circuitos se originam do

mesmo quadro de distribuio.

Depois de verificado a existncia de circuitos diferentes, verifica-se se as sees

dos condutores so iguais. Se forem as mesmas, usa-se a hiptese de condutores iguais.

A partir da quantidade de condutores no interior do eletroduto e da tabela da figura

A.10, obtm-se o tamanho do eletroduto.

Para condutores com sees diferentes, considerado o maior nmero de

condutores dentro do mesmo eletroduto e utiliza-se o mtodo descrito no item 5 do

tpico 2.3.2 da reviso bibliogrfica .

O dimensionamento dos condutores de proteo feito usando a figura A.14,

pois eles so do mesmo metal dos condutores de fase. Assim, a seo deles igual s

dos condutores de fase dos circuitos da qual fazem parte. Nos circuitos de TUGs os

condutores de proteo possuem seo de 2,5 mm2.

Os valores dos disjuntores para cada circuito se encontram no quadro de cargas

(anexo C). Adota-se nesse projeto dois tipos de disjuntores:

Disjuntor termomagntico monopolar: oferece proteo aos cabos do circuito.Nesse disjuntor s se pode ligar os condutores de fase. usado nos circuitos de

iluminao, juntamente com o disjuntor diferencial residual bipolar.

Disjuntor diferencial residual bipolar: oferece proteo aos cabos do circuitoe tambm s pessoas contra choques eltricos provocados por contatos diretos e

indiretos. Usado para proteger circuitos de TUGs ou de TUEs


43/103

29

Fonte: Elektro/Pirelli, 2003

Figura 3. 2 - Exemplo de circuitos terminais protegidos por disjuntores termomagnticos

Fonte: Elektro/Pirelli, 2003

Figura 3. 3 - Exemplo de circuitos terminais protegidos por disjuntores DR

Outro ponto que observado, mas um pouco mais complexo, foi a possibilidade

de se alterar toda a rede de distribuio subterrnea, que se encontra entre os prdios da

administrao, para uma rede area. Isso foi pensado com o objetivo de se evitar um

possvel rompimento de cabos enterrado, pois a fazenda e uma rea que est em

constante escavao, seja para jardinagem ou para plantio. Mas esse assunto no ser

abordado nesse trabalho.


44/103

30

4.RESULTADOS E DISCUSSOEsse captulo aborda os resultados obtidos e se faz uma anlise deles.

4.1. GERENCIAMENTO DE ENERGIAPara melhorar a gesto da energia da FAL, deve-se instalar um gerenciador de

energia da CCK ou similar como forma de controlar o uso da energia na fazenda de

forma remota. Esse controle feito atravs de uma conexo do aparelho com a internet.

Um problema encontrado foi com relao distncia do medidor de energia at

o ponto de rede mais prximo, localizado na administrao da fazenda. Atravs do

programa Google Earth, sabe-se que a distncia a ser coberta de 1,6 Km. A figura 4.1

ilustra o caminho do ponto de medio at a administrao.

Figura 4. 1 - Imagem de satlite que mostra o caminho da entrada da FAL at a administrao da fazenda


45/103

31

So proporcionadas trs solues:

1. Instalao do gerenciador de energia ao lado do medidor da CEB e recolhimentodos dados manualmente;

2. Instalao de um sistema, tambm da CCK, de transmisso de dados dogerenciador via celular;

Instalao de um mini transmissor-receptor no medidor da CEB e conect-lo ao

gerenciador de energia, instalado em uma caixa ao lado do medidor.

Fazendo-se uma anlise das solues acima, conclumos que a segunda opotorna-se economicamente invivel, pois exigiria um contrato de locao do sistema com

a CCK, pela qual se pagaria uma taxa mensal de 300 reais com fidelizao de 24 meses

para que disponibilize os dados, que seriam enviados para uma central da prpria

empresa. No caso de quebra do contrato por parte da UnB, cobrada uma multa no

valor de 60% do prazo restante. Alm disso, paga-se uma taxa de 500 reais pela

instalao mais despesas de deslocamento e hospedagem dos tcnicos,

A terceira opo para ser aplicada em longo prazo. Apesar do custo para a

compra e instalao da fibra tica, ela poderia ser utilizada para outras finalidades alm

do gerenciamento.

A primeira soluo sugerida para que se comece com o monitoramento do

consumo da fazenda, sendo de rpida aplicao.

Um detalhamento da rede mostra que a fazenda possui uma internet com

velocidade 100 kbps, sendo dividida entre os pontos de acesso. So 24 pontos, dos quais

17 esto sendo utilizados e destes, 11 esto localizados nos escritrios da

Administrao, 2 em salas de aula, 2 no Laboratrio de Nutrio Animal, 1 no Setor de

Segurana e 1 no Observatrio Astronmico. O gateway padro o 164.41.207.1.

Para a instalao da fibra, sugere-se a colocao dela nos postes de energia que

esto pela fazenda, facilitando a sua instalao e diminuindo o risco do rompimento dela


46/103

32

por escavaes do solo. O preo da fibra para ser instalada ao longo do trecho de 1,5 km

fica em torno dos R$ 2000,00. A ttulo de exemplo, a empresa Energiflex Cabos e

Sistemas Especiaiscobra para um cabo de 1,5 km de extenso, contendo duas fibras um

valor de R$ 1.560,00.

Um problema que impede a instalao do CCK a falta de uma sada de pulso

no medidor de energia da fazenda. Para alterar o tipo de medidor para um com a sada

de pulso, necessrio trocar o tipo de consumidor em que se enquadra a fazenda.

Atualmente ela est como consumidor convencional do grupo A4 - Poder Pblico.

Teramos que alterar o contrato para o tipo de consumidor horo-sazonal do grupo A4

Poder Pblico e escolher entre a tarifa azul ou verde. A anlise para a escolha da melhor

tarifa est descrita no prximo tpico.

4.2. ANLISE TARIFRIAEsse tpico trata do estudo feito para a escolha da melhor tarifa para a FAL. Na

primeira parte do estudo obteve-se dados sobre o consumo da fazenda. Os dados foram

coletados manualmente, com a presena de uma pessoa anotando os valores de consumoa cada hora durante um perodo de doze horas. Esses dados foram coletados na tera e

na quarta-feira de uma mesma semana, pois so os dias mais movimentados.

De posse desses resultados, calcula-se os valores das contas de luz para cada

modalidade com base no consumo na ponta e fora de ponta e decide-se sobre qual

modalidade enquadrar a fazenda. Mas no foi possvel utilizar os dados para fazer esse

clculo, pois o medidor no permitiu que se conseguisse os valores de consumo a cadahora, pois ele s registra uma mudana a cada 120 kWh consumidos. As tabelas E.6 e

E.7 ilustram os resultado obtidos.

Fez-se, ento, uma estimativa do consumo no horrio de ponta e fora de ponta

com base nas contas de luz da fazenda, no perodo de agosto de 2007 a maio de 2008.

Com esses valores fez-se o clculo das contas para cada modalidade, cujos resultados

esto representados na figura 4.2. O consumo atual e o estimado e os custos nos

horrios de ponta e fora de ponta esto nas tabelas E.1 a E.4.


47/103

33

Figura 4. 2Comparao entre os valores das contas de energia para cada modalidade tarifria

Pode-se concluir que seria mais vantajoso para a UnB alterar o contrato de

energia da FAL para a tarifa verde, pois este resulta no menor valor para a conta de

energia dentre as modalidades existentes. Alm disso, possibilita a instalao do sistema

de gerenciamento de energia porque, com a alterao do contrato, a CEB proporciona atroca do medidor por um com sada de pulso, necessria para a instalao do

equipamento da CCK.

4.3. O PROJETO DE INSTALAO ELTRICAO projeto da parte eltrica da FAL tem o objetivo de enquadrar as instalaes s

normas tcnicas estabelecidas pela ABNT que tratam da iluminao de ambientes e

tambm das instalaes eltricas de baixa tenso.

Essa etapa do projeto visa estabelecer um padro para as instalaes da FAL,

pois no existe nenhuma documentao sobre elas. O que se observa na fazenda a

improvisao na parte eltrica, composta de ligaes indevidas e fiao exposta. Isso

pode ter como conseqncias curtos circuitos, queima e perda de equipamentos e

mesmo acidentes com as pessoas que freqentam a fazenda.

5.400,00

5.600,00

5.800,00

6.000,00

6.200,00

6.400,00

6.600,00

ValorTotal(R$)

Anlise Tarifria

CONVENCIONAL

AZUL- SECO

AZUL - MIDO

VERDE - SECO

VERDE - MIDO


48/103

34

O padro foi escolhido de forma a facilitar a instalao e principalmente a

manuteno da mesma, pois essa ltima que garante a eficincia e a segurana da

parte eltrica. Assim optou-se por colocar eletrodutos aparentes em substituio aos

embutidos que existem atualmente.

4.3.1. PRDIO DO ALMOXARIFADO, DEPSITOS DE ADUBOS EFERRAMENTAS

Com a planta do almoxarifado e a tabela de cargas (LOPES, 2007), fez-se o

levantamento do nmero mnimo de tomadas e pontos de luz considerando a utilizaodo local.

Tabela 4. 1Nmero de tomadas e pontos de luz

LOCAL TUGs TUEs PONTOS DE LUZDEPSITO DE ADUBOS 4 0 8

DEPSITO DEFERRAMENTAS

0 1 2

ALMOXARIFADO 3 1 3SANITRIO FEMININO 1 1 1

SANITRIO MASCULINO 1 1 1

Na rea destinada ao armazenamento de adubo, foram colocadas 4 TUGs ao

invs de oito como manda a norma, pois um local destinado apenas ao

condicionamento de sacas de adubo. Foram fixadas quatro tomadas para caso haja a

necessidade de se ligar equipamentos para fazer a limpeza do local.

Na parte onde se armazenam ferramentas, no foram colocadas TUGs por ser

uma rea de pequenas dimenses (12,60 m2) e observando que no h necessidade de se

ligar equipamentos eltricos. Existe apenas uma TUE para se instalar um exaustor com

potncia nominal de at 300 VA, visto que o local no possui janelas e ali se

armazenam tambm produtos para limpeza.

No almoxarifado coloca-se o quadro de disjuntores, pois este no existe. Foi

escolhido esse local pelo fato de sempre haver uma pessoa trabalhando l e, dessa

forma, ele estar sempre aberto. Tambm definido para o almoxarifado um total de trs


49/103

35

TUGs, uma para o computador da pessoa que cuida do local e outras duas para o caso

de se necessitar utilizar algum equipamento para manuteno do local.

Por fim fez-se o projeto para os sanitrios. Eles no esto sendo utilizados

atualmente, mas optou-se por fazer um projeto para, caso haja uma reforma no local, j

exista um padro a ser seguido. Neles colocam-se duas tomadas de uso especfico para

os chuveiros especificados na planta e cada tomada suporta at 5400 VA, que a

potncia mais comum dos chuveiros existentes no mercado.

Em cada banheiro coloca-se uma TUG para caso seja necessrio ligar um

aparelho eltrico de limpeza, como enceradeiras.

4.3.1.1. DIMENSIONAMENTO DE CONDUTORES EELETRODUTOS

CONDUTORES DE FASE

a) CRITRIO DO AQUECIMENTO

As correes introduzidas no dimensionamento dos cabos so as seguintes:

b) k1 = 1, pois a temperatura ambiente igual a 30 graus Celsius;;c) k2 = 0,8 , pois existem dois circuitos passando pelo mesmo eletroduto;d) k3 = 1, pois consideramos um eletroduto instalado na vertical e um instalado na

horizontal, no teto.

A tabela 4.2 apresenta as sees dos condutores de fase calculadas pelo critrio

do aquecimento.


50/103

36

Tabela 4. 2Seo do condutor de fase pelo critrio do aquecimento

CIRCUITOS* FATOR k1 FATOR k2 FATOR k3 Ip1)(A) Ip (A)

SEO DOCONDUTOR DE

FASE (mm2)2)

1 1 0,8 1 4,66 5,83 0,52 1 0,8 1 25 31,25 4,03 1 0,8 1 25 31,25 4,04 1 0,8 1 5,91 7,39 0,5

* A localizao de cada circuito est no quadro de cargas no anexo C.1) Ip = tenso/potncia aparente. A tenso e a potncia aparente esto no quadro de cargas no anexo C.2) Figura A.8. Mtodo de referncia B1, com 2 condutores carregados.

b) CRITRIO DA QUEDA DE TENSO (MTODO SIMPLES)

A tabela 4.3 apresenta as sees dos condutores de fase calculadas pelo critrio

da queda de tenso.

Tabela 4. 3Seo do condutor de fase pelo critrio da queda de tenso.

CIRCUITO 1) DISTNCIA 2) (m) SEO DO CONDUTOR (mm2)1 40,93 1,52 13,43 1,53 12,40 1,54 29,46 1,5

1) A tenso em todos os circuitos de 220V. A localizao de cada circuito est no quadro de cargas no anexo C2) A distncia considerada o maior caminho saindo do quadro terminal at o ponto de instalao mais distante deste

A tabela 4.4 mostra os resultados obtidos pelos dois mtodos. A maior seo a

que ser adotada para o condutor de fase.

Tabela 4. 4 - Sees dos condutores de fase calculadas pelos critrios do aquecimento e da queda de tenso

CIRCUITO* CRITRIO DO AQUECIMENTO (mm2)CRITRIO DA QUEDA DE

TENSO (mm2)1 0,5 1,52 1,5 4,03 1,5 4,0

4 0,5 1,5* A localizao de cada circuito est no quadro de cargas no anexo C

Tabela 4. 5 - Seo para os condutores de fase, neutro e de proteo do almoxarifado

CIRCUITO* FASE (mm2) NEUTRO (mm2) PROTEO (mm2)1 1,5 1,5 1,52 4,0 4,0 4,03 4,0 4,0 4,04 1,5 1,5 1,5

* A localizao de cada circuito est no quadro de cargas no anexo C.


51/103

37

ELETRODUTOS

Para o conduto que contm os circuitos 2 e 3, usa-se a hiptese de condutores

iguais, pois ambos os circuitos alimentam dois chuveiros de mesma potncia. A partir

das informaes da tabela 4.4 e da figura A.10, encontra-se para o tamanho nominal do

conduto o valor de 16 mm.

Os circuitos 1 e 4 possuem sees diferentes e o maior nmero de condutores

dentro do mesmo eletroduto igual seis. Calculando-se a rea ocupada pelos cabos

condutores encontramos:

Cabo de 1,5 mm2 rea ocupada = 7,1 mm2 3 = 21,3 mm2 Cabo de 2,5 mm2 rea ocupada = 10,7 mm2 3 = 32,1 mm2 rea total ocupada = 21,3 mm2 + 32,1 mm2 = 53,4 mm2

Assim, escolhe-se um eletroduto com 16 mm de dimetro, pois menos de um

tero de sua rea transversal (201 mm2) ocupada pelos cabos.

4.3.2. PRDIO DA ADMINISTRAO

Um dos projetos mais trabalhosos o dos prdios da administrao da FAL, pois

existem ali vrios ambientes e em cada um se realiza um tipo de atividade diferente.

Colocam-se dois quadros terminais, um em cada prdio, para que haja um melhor

controle dos pontos de luz e de tomadas existentes. Denomina-se de QT1 e QT2 os

quadros localizados perto da diretoria e perto da sala tcnica, respectivamente.

Define-se, primeiramente, o nmero de tomadas para cada sala existente. Essa

escolha feita de acordo com o tipo de atividade realizada em cada local.

A tabela 4.6 detalha o nmero de tomadas e pontos de luz nos prdios da

administrao da FAL.


52/103

38

Tabela 4. 6 - Nmero de tomadas e pontos de luz na administrao

LOCAL TUGs TUEs PONTOS DE LUZSALAS DE AULA 9 0 9

SALAS DOSPROFESSORES 1

3 1 4

SALAS DOS

PROFESSORES 2 2 1 2LAB. DE

AGROCLIMATOLOGIA4 1 2

HIDROCLIMATOLOGIA 4 1 2SECRETARIA 8 1 3DIRETORIA 7 1 3

SANITRIO FEMININO 1 0 2SANITRIO MASCULINO 1 0 2

LANCHONETE 4 0 2VARANDA 1 2 0 3VARANDA 2 2 0 3

CIRCULAO 1 2 0 2COZINHA 6 3 4

DESPENSA 1 0 2REFEITRIO 2 0 6

EQUIP. AUDIO VISUAIS 1 0 2SALAS DE AULA 2 8 0 8

ASSISTENCIA PESSOAL 3 0 2FINANCEIROS 3 0 2

SALA TCNICA 3 0 2CONTABILIDADE 3 0 2CIRCULAO 2 0 0 3CIRCULAO 3 0 0 1CIRCULAO 4 0 0 3CIRCULAO 5 0 0 1

Nas salas de aula coloca-se mais TUGs que o mnimo necessrio pela normapelo fato do local necessitar da utilizao de equipamentos como retroprojetores,

computadores e multimidia. Outro fato que deve ser levado em considerao o

aumento do nmero de pessoas utilizando computadores portteis na universidade.

Assim pensa-se na colocao de TUGs ao redor das salas de aula visando utilizao

pelos alunos. No se coloca TUEs, pois ali no existem equipamentos de elevada

potncia que justificasse a instalao das mesmas.

Nas salas dos professores segue-se o mnimo estipulado pelo critrio das reas

(NBR 5410, 2004) em relao ao nmero de TUGs, visto que existem poucos

equipamentos instalados nesses locais. |Foi colocada uma TUE com potncia nominal

de 1500 VA para o ar-condicionado.

No laboratrio de agroclimatologia e na sala de hidroclimatologia define-se um

total de quatro TUGs. Apesar de na tabela de carga (LOPES, 2007) relativa s cargas da

administrao no apresentar nenhum equipamento que esteja instalado nesses locais,


53/103

39

opta-se por colocar essas TUGs para o caso de no futuro instalar equipamentos e no ser

necessrio refazer a instalao eltrica do local. Apenas seria preciso analisar a potncia

dos equipamentos a serem instalados para garantir que as TUGs no seriam utilizadas

alm da capacidade projetada. No se coloca TUEs nesses ambientes.

Para a secretaria instalam-se vrias tomadas de uso geral, pois existem muitos

equipamentos utilizados ao mesmo tempo, como computadores, impressoras e

copiadoras. Assim, para garantir um uso eficiente da rede e tentar diminuir ao mximo o

uso de extensores de tomadas, opta-se por essa quantia de TUGs. Tambm coloca-se

uma TUE para a instalao de ar-condicionado.

A sala da diretoria tem apenas computadores e um ar-condicionado. Ento, o

nmero de TUGs necessrios para esse local igual a trs, uma a mais do que o mnimo

previsto pela norma para a rea da diretoria. E existe uma tomada de uso especfico para

o ar-condicionado que est instalado.

Em cada banheiro fixam-se uma TUG para se ligar um aparelho eltrico de

limpeza, como enceradeiras.

Na lanchonete colocam-se apenas quatro TUGs, que o nmero de

equipamentos existentes ali. Isso feito porque os produtos vendidos ali so feitos na

cozinha, que um ambiente distinto da lanchonete. Portanto, a previso de que ali

haver um aumento da carga mnima.

J a cozinha um local com uma grande quantidade de equipamentos, alguns

com elevada potncia. Assim, coloca-se TUGs para alimentar os de baixa potncia(menor que 1000 VA) e os de alta potncia so ligados em TUEs destinadas para cada

um deles. A quantidade e a disposio das tomadas esto na planta no anexo C suas

potncias esto no quadro de cargas no anexo B.

Colocam-se as TUGs existentes no refeitrio e nas despensas visando apenas a

utilizao delas para ligar equipamentos de limpeza. Vale ressaltar que o nmero de

tomadas existentes no refeitrio inferior ao nmero mnimo exigido pela norma


54/103

40

devido ao fato do local ser utilizado apenas para refeies, no fazendo sentido,

portanto, colocar as sete tomadas exigidas.

A sala de equipamentos udio visuais destinada apenas para armazenamento

dos recursos udio visuais utilizados nas aulas da fazenda. Portanto, ali se faz necessrio

apenas uma tomada para o caso de se testar equipamentos antes de sua utilizao.

Para as salas denominadas assistncia pessoal, financeiros, sala tcnica e

contabilidade foi feito um mesmo projeto, pois elas se destinam praticamente mesma

atividade, de administrao, e possuem praticamente a mesma quantidade de

equipamentos. Assim, h trs TUGs em todas elas.

4.3.2.1. DIMENSIONAMENTO DE CONDUTORES EELETRODUTOS

CONDUTORES DE FASE

Os circuitos que saem do QT1 possuem os seguintes fatores de correo para os

clculos utilizando o critrio do aquecimento:

k1 = 1, pois a temperatura ambiente igual a 30 graus Celsius k2 = 0,50, obtido da figura A.6, no item 1 para 9 circuitos k3 = 0,80, obtido da figura A.7 devido aos 2 eletrodutos que saem do QT1

Para o QT2 os fatores foram os seguintes:

k1 = 1, pois a temperatura ambiente igual a 30 graus Celsius k2 = 0,54, obtido da figura A.6, no item 1 para 7 circuitos k3 = 0,80, obtido da figura A.7 devido aos 2 eletrodutos que saem do QT1

Para o critrio da queda de tenso usa-se o mtodo simples, com queda

admissvel de 3% para circuitos de TUE e TUG e para os circuitos de iluminao adota-


55/103

41

se como admissvel uma queda de 4%. As sees dos condutores so obtidas da tabela

da figura A.15.

a) Critrio do aquecimentoAs tabelas 4.7 e 4.8 apresentam as sees dos condutores de fase calculadas pelo

critrio do aquecimento.

Tabela 4. 7 - Seo do condutor de fase pelo critrio do aquecimento (QT1)

CIRCUITO* FATOR k1 FATOR k2 FATOR k3 Ip1)(A) Ip (A)

SEO DOCONDUTOR DE

FASE (mm2)2)

1 1 0,5 0,8 9,60 24,00 2,52 1 0,5 0,8 5,24 11,43 1,03 1 0,5 0,8 7,18 17,95 2,57 1 0,5 0,8 15,00 37,50 6,08 1 0,5 0,8 15,46 38,65 6,010 1 0,5 0,8 7,18 17,95 2,511 1 0,5 0,8 7,18 17,95 2,512 1 0,5 0,8 7,18 17,95 2,513 1 0,5 0,8 7,18 17,95 2,514 1 0,5 0,8 7,18 17,95 2,5

* A localizao de cada circuito est no quadro de cargas no anexo C 1) Ip = tenso/potncia aparente. A tenso e a potncia aparente esto no quadro de cargas no anexo C.2) Figura A.8. Mtodo de referncia B1, com 2 condutores carregados.

Tabela 4. 8 - Seo do condutor de fase pelo critrio do aquecimento (QT2)

CIRCUITO* FATOR k1 FATOR k2 FATOR k3 Ip1)(A) Ip (A)

SEO DOCONDUTOR DE

FASE (mm2)2)

4 1 0,

gerenciamento de energia 3

Documents